Ein wichtiger Baustein des sH2unter@ports-Projektes ist es, die Betankung der Rangierloks zu planen. Dafür müssen zunächst alle Anforderungen, Sicherheitsvorkehrungen und Genehmigungsvoraussetzungen geprüft werden. Dazu gehören viele Teilschritte:
• Wasserstoffproduktion
Wasser lässt sich spalten, in Sauerstoff und Wasserstoff. So kann elektrische Energie in chemische Form umgewandelt werden (Power-to-X, kurz PtX). Je nach Erzeugungsart des Stroms hat auch der Wasserstoff indirekt unterschiedliche Auswirkungen auf das Klima und die Umwelt. Die unterschiedlichen Produktionsweisen des Wasserstoffs sind mit Farben symbolisiert.
• Wasserstoffzulieferung
Wasserstoff lässt sich in verschiedenen Formen transportieren. Auch wenn in Zukunft Wasserstoffzuleitungen über Pipelinesysteme denkbar sind, der Bedarf an Wasserstoff für die Rangierloks kann durch Anlieferung via Straßentransporte gedeckt werden.
Anfangs, wenn der Bedarf noch gering ausfällt, ist ebenso eine mobile Lösung denkbar, denn verschiedene Anbieter liefern per Truck austauschbare Systeme, die geringe Aufwendungen in Bezug auf Platz, Planung und Genehmigungen bedürfen.
Langfristig können Rangierloks feste, planbare Abnehmer für eine Wasserstofftankstelle sein, die möglichst für verschiedene Fahrzeugtypen ausgerichtet ist (Multimodale Wasserstofftankstelle).
• Speicherung von Wasserstoff
Wasserstoff wird unter verschiedenen Drücken gespeichert, gasförmig oder tiefkalt. Gasförmig wird Wasserstoff für die Betankung von Fahrzeugen derzeit auf 350 bar oder 700 bar komprimiert (CGH2 – Compressed Gaseous Hydrogen). Aktuell finden diese Speicherformen die häufigste Verwendung. Doch auch andere Möglichkeiten werden eingesetzt: Flüssig wird Wasserstoff bei ca. -253°C gespeichert, bei 3 bar (LH2 – Liquid Hydrogen), oder bei ca. -247°C auf bis zu 16 bar komprimiert (sLH2 – Subcooled Liquid Hydrogen). Zudem gibt es noch kryokomprimierten Wasserstoff, gekühlt auf bis zu -240°C und bis zu 350 bar (CcH2 – Cryo Compressed Hydrogen).
• Auftanken
Aktuell wird Wasserstoff häufig gasförmig unter verschiedenen Druckstufen zur Betankung verwendet. Einen Zug zu betanken stellt eine Herausforderung dar, denn die Durchschlagsmenge muss groß sein für die schnelle Betankung. Die erste Wasserstofftankstelle Deutschlands wurde 2022 in Bremervörde eingeweiht. Dort wird die Regionalbahn vom Projektpartner und Schienenverkehrsbetreiber evb betankt. Der vom Lokhersteller Alstom gefertigte Zug iLint tankt hier auf. Mit 350 bar werden 2 Tanks a 100 Liter gefüllt. Einmal aufgetankt kann der Personenzug über 800km fahren. Viele der hierbei gemachten Erfahrungen fließen in das Forschungsprojekt sH2unter@ports ein.